工学 引張応力｜材料の伸びと破断挙動を把握
引張応力引張応力は、材料や構造要素が軸方向に引き伸ばされるとき、その内部に生じる単位面積あたりの内力である。通常、正の符号で表し、圧縮に対する概念である。棒材、薄板、ボルト、溶接継手など、ほとんどの機械要素は運用中に少なからず引張応力を受け...
材料力学
工学 
工学 単純支持はり｜2点で支えているはり
単純支持はり simply support beam単純支持はりにおいて、はりに加わる荷重を支点または固定端で支え、はりがつり合っている状態を単純支持はりという。両端で支持されていることから両端支持はりともいう。単純支持はりの力とモーメント...
工学 応力-ひずみ曲線
応力-ひずみ曲線材料に荷重が加わると応力とひずみが生じるが、その関係を表すものを、応力-ひずみ曲線である。降伏現象が起きる鋼では、下図のような応力―ひずみ曲線ができるが、材料によって異なる。降伏現象降伏現象とは、鋼のような延性材料で見られる...
工学 座屈｜圧縮荷重による柱の屈折（湾曲現象）
座屈 座屈（buckling）とは、構造物の柱（column）に対して、軸方向に圧縮荷重が加わることによる、柱が湾曲する現象である。柱に想定以上の荷重を受けると、まず座屈し、いずれ破壊にいたる。ただし、長柱では座屈荷重による屈折は起きやすく...
工学 弾性エネルギー｜弾性体に蓄えられているエネルギー
弾性エネルギー（ひずみエネルギー）弾性エネルギーとは、外部からの仕事により、弾性体内部に蓄えられたエネルギーである。材料に外力を加えて変形させると材料の内部にエネルギーとして蓄えられるが、外力を取り除くと、元の状態に戻る。荷重―伸び線図荷重...
工学 構造設計｜安全性と耐久性の最適解を導く技術
構造設計工学における構造設計は、荷重や環境作用に耐える部材・骨組を企図し、安全性、使用性、耐久性、経済性を満たすよう形状・寸法・材料・接合を定める体系である。力学原理（力のつり合い、変形適合）に基づいてモデル化と解析を行い、規格や基準に整合...
工学 ひずみ｜材料力学,内部応力による変形
ひずみ Strainひずみとは、材料力学の用語で、材料に外力が加わり、内部に応力を受けて変形することをいう。「変形量/もとの長さ」で表される。単位がない無次元量である。荷重によって引張、圧縮、縦ひずみ、横ひずみ、せん断ひずみ、弾性ひずみ、塑...
工学 応力集中｜応力が集中してしまう箇所と破壊
応力集中応力集中とは、本来、フックの法則により、一定にかかる応力に対して、材料に穴や切りかけがある場合には、応力の分布は一様ではなく、穴などに局所的に高くなることである。通常、急激に変わるところに応力がかかりやすくなり、急激な形状変化がある...
工学 材料の自重による伸び｜材料力学
材料の自重の伸び材料の自重による伸びについて考察する。高いところに置かれた材料はその自重で変形を起こすことがある。荷重がかかる場合、いくらの荷重を支えることができるか、に加えて、自重がどの程度影響するのか（伸びるのか）を計算する必要がある。...
工学 熱応力｜温度変化の膨張・縮小による材料内部に生じる応力
熱応力熱応力とは温度変化によって膨張・縮小が繰り返される材料に対し、材料内部に生じる応力をいう。材料が拘束された状態において、温度上昇に伴い圧縮応力が、冷却に伴い引張応力が発生する。なお、材料の一部加熱などによって温度の不均一分布によって生...